Diseño y caracterización de un sistema de micro-cogeneración con turbina de gas y recuperación de calor para generación de vapor - Santamaría Padilla, Adriana (Universidad Autónoma Metropolitana, 2019)
En este proyecto se propone abordar la problemática de las emisiones de GEI emitidas por los sectores industrial y generación de energía eléctrica. En la actualidad, la generación de energía en nuestro país se basa fundamentalmente en el consumo de combustibles fósiles. Es por ello que se busca el desarrollo de una política energética integral que haga especial énfasis en los programas de eficiencia energética a nivel nacional y regional y, a la vez, promueva la diversificación y la utilización de energías alternas y renovables [1].La cogeneración, o producción combinada de calor y electricidad (CHP), es "el proceso de producir electricidad y energía térmica utilizable (calor y / o refrigeración) con alta eficiencia y cerca del usuario"[2]. Incorpora cuatro elementos: 1) la producción simultánea de electricidad y calor; 2) un criterio de rendimiento de alta eficiencia; 3) la reducción de emisiones de GEI; y 4) un criterio de localización relativo a la proximidad de la unidad de conversión de energía a un usuario [3]. Este tipo de sistemas pueden llegar a tener eficiencias superiores al 80% [4]lo cual hace que sean una alternativa tecnológica atractiva. La micro-cogeneración es llamada así, por tratarse de pequeñas unidades de generación eléctrica (<200 kW) en las que, frecuentemente, se les acopla una caldera de recuperación de calor. Es posible reducir hasta 1000 toneladas de CO2 por GWh de energía generada, dependiendo de las fuentes de calor y electricidad desplazadas y el tiempo de uso [3].; El empleo de los gases de escape de una micro-turbina de gas (MTG) pueden ser usados para la alimentación de aire primario de un generador de vapor convencional(GV), lo cual es factible debido a que estos vienen con un elevado exceso de aire y alta temperatura que puede sustituir el aire normal de alimentación para la combustión y en principio no perturban el proceso de combustión. Bajo esta premisa se reduce el consumo de combustible. Para ell ose requieren hacer estudios de evaluación teórica que permitan conocer si al hacer estos cambios en el GV, el proceso de la combustión se ve afectado, el quemador soporta las nuevas condiciones de operación y determinarlos efectos que se tendrán en los coeficientes de transferencia de calor en el hazd e tubos y en la eficiencia del GV. Por lo tanto, el objetivo general de esta tesis es: Diseñar y evaluar un sistema de micro-cogeneración cuando los gases efluentes de la MTG se inyectan a un GV pirotubular pre-existente.En este trabajo se evaluaron dos MTG la C30 y C65, ambas de la marca Capstone y la gama de GV’s15-100 CB de Cleaver Brooks.